Данилин Б.С. - Вакуумное нанесение тонких плёнок (1051250), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Замена резины на эластомер типа витон позволяет поднять температуру прогрева рабочего объема до 150 †2' С и получить в рабочем объеме установки более высокий вакуум. Типичная высоковакуумная установка колпакового Рис. 3.75. Обшнй иил нннылитепнной зстннонии УВН-2М. типа (модель УВН-2М), предназначенная для напыления тонкопленочных элементов и схем микроэлектроники, представлена на рис. 3-75. Вся установка смонтирована на сварном каркасе, закрытом легкосъемными ко>куками. В качестве рабочей камеры установки используется вакуумный колпак объемом 0,12 лт', выполненный из нержавеющей стали. На наружной поверхности колпака имеется змеевик, предназначенный для охлаждения и прогрева его соответственно холодной или горячей водой.
Подъем колпака осуществляется при помощи гидравлического механизма; вакуумноплотное соединение основания колпака с базовой плитой достигается с помощью резиновой прокладки. На колпаке размещены два смотровых окна, игольчатый натекатель и кран для напуска воздуха. На базовой плите размещены карусель испарителей на пять позиций, заслонка с электромагнитным приводом и высоковольтный ввод. К базовой плите подсоединяется откачная вакуумная система.
В случае необходимости в рабочем объеме установки могут быть размещены карусели подложек и масок, электроды ионной очистки, нагреватели подложек и др. Для этой цели на колпаке предусмотрены подсоединительные фланцы, а на базовой плите— резьбовые гнезда для крепления стоек. В каркасе установки смонтирован пульт, на котором размещены приборы контроля технологических режимов и элементы управления установкой.
Смена испарителей на позиции напыления (поворот карусели) осуществляется вручную с автоматической фиксацией и указанием номера позиции испарителя. Заслонка, служащая для прерывания потока испаряемого материала, срабатывает от электромагнита. Управление заслонкой может осуществляться либо вручную, либо автоматически от прибора для контроля толщины напыляемого слоя или от реле времени.
Схема вакуумной системы установки УВН-2М представлена на рис. 3-76. В качестве высоковакуумного средства откачки здесь применен паромасляный насос Н-2Т. Паромасляный насос 1 отсекается от рабочего объема высоковакуумным затвором 2. Во входном патрубке откачной системы располагается азотная ловушка 8. Необходимый форвакуум создается вращательным насосом 3 со скоростью откачки 7 л7сек.
Управление вакуумной системой осугцествляется вручную при 269 помощи рукояток, вынесенных на панель управления установкой. Иногда рабочий объем установок выполняется в виде стеклянного колпака. Установка такого типа представлена на рис. 3-77. В верхней части колпака имеется вакуумноплотный ввод вращения 1. Базовая плита б сааб. жена тремя вакуумно- У плотными вводами вра- щения 11, 12 и 13, а так- 7 же многопозиционными электрическими вводами 16. Внутри колпака по его периметру расположена охлаждаемая жид- 2 ким азотом ловушка 5 в виде тонкостенного медного цилиндра, к которому припаяна спираль из тонкостенной медной трубки. Питание ловушки жидким азотом осуществляется через изолированный от базовой плиты вакуумноплотный ввод 13. Для быстрого размораживания ловушки внутрь полой спирали вложены нихромовые нагреватели с тефлоповой изоляцией.
В пгыкпей части колпака расположена карусель испарптелей 20, по периметру она имеет зубчатое зацепление с колесом 10. Карусель снабжена шестью парами стоек 2(, к которым крепятся испарителп 22. Стойки изолированы от карусели испарптелей. Электрическое напряжение на стойки подается через контактные пружины 17. Карусель масок 23 с шестью прижил1аемыми пружинами масками 25 закреплена на верхнем конце полого вала 23, Вращение на нее передается от карусели испарителей 20 через штифт 7. При необходимости с помощью рычага 14 карусель масок может быть поднята и повернута на требуемый угол.
Между каруселью испарителей и каруселью масок помещена заслонка 4, снабженная тремя отверстиями. Вращение на заслонку пере- 270 дается от вала 12. Поворотом заслонки можно быстро прерывать поток пара, идущий от испарителей к подложкам, в тот момент времени, когда толщина пленки достигла заданной величины гв 25 22 гг гу 22 1Б 13 уи !Б 1Б 17 Рис. 3-77. Напылительпая установ!,а со стеклянным колпаком ! — ввод вращения, 2, 3 — экраны, 4 — заслонка; б — спиральная лоаншка, охлэждаемая жидким азотом, б — базовая плита, 7 †шти: 8 — зубчатое колесо, 9 — стоика, 10 — зубчатое колесо, и†!3 — вводы вращеэчя, 14 — рычаг, 13 — ось, 1б — электрические вводы, !! — контактные пружичы, !8 — ввод жндкога заота, !9 — вводы охлаждаемой воды, 20 — карусель испарителей, 21 — стойки, 22 — испарнтелн, 23 — полый вал, 24 — экран М вЂ” сильфоны, 23 — маски, 2! — маскодержателн, 23 — карусель масок, 29 — карусель лля охлаждения подчожек, 30 — трубки водяного охлаждения, 3! — карусель под- ложек Карусель подложек 3! закреплена на верхнем конце осп 15.
Карусель имеет шесть гнезд для помещения подложек и шесть окон, через которые производится напыление контрольных образцов, Толщина напыляемого 871 слоя измеряется либо по величине сопротивления, либо оптическим методом. Нагрев и охлаждение подложек осуществляются с помощью карусели 29.
Использование сильфонов 25 для подвода н отвода охлаждающей жидкости дает возможность поднимать карусель подложек после отсоединения от иее излучающих экранов 2 и 3. Основным материалом, используемым для изготовления подколпачного устройства является нержавеющая сталь. В качестве электро- и теплоизолнрующих матера лов используется керамика, алунд и стекло. Установка обеспечивает совмещение слоев напыляемых микросхем с погрешностью не более ч 0,01,хм.
Установки с использованием стеклянного колпака позволяют вести визуальное наблюдение за процессом напыления в любой части рабочего объема установки. Однако применение толстостенного стеклянного колпака не позволяет производить его прогрев с целью обезгаживания, что в значительной мере ограничивает предель- 372 Рис. 3-76 Подколпачное тстройство. ный вакуум. Кроме того, применение стеклянного колпака существенно ограничивает возможность установки в части применения шлюзов, электрических вводов и другой арматуры. В связи с этим стеклянные колпаки постепенно вытесняются металлическими колпаками.
На рис. 3-78 схематически изображен другой вариант подколпачного устройства. Все элементы устройства крепятся на базовой плите !. В нижней части д О 0 устройства располагается многопозицион- с» е ' .»а 2 ный испаритель 2. Непосредственно над испарителем располага- г ются зажимы для установки контрольной пластины 3, а также диск ркс. 3-79. Держатель подложки. маскодержателя б, т — насра»атель 2 — терм»лапа; л — саюснабженный механизмом подъема и опускания 7. Над диском маскодержателя б на стальном кронштейне устанавливается держатель подложки с нагревателем 4, снабженный хромель-копелевой термопарой 5. Устройство держателя подложки показано на рис.
3-79. Держатель снабжен небольшим плоским ленточным нагревателем мощностью около 100 вг, который в течение 5 мин нагревает подложку до температуры 350'С. Точная регулировка температуры обеспечивается путем изменения приложенного напряжения, а ее контроль осуществляется с помощью хромель-копелевой термопары, расположенной между нагревателем и подложкой. Маскодержатель представляет собой стальной диск толщиной 3 мм и диаметр 150 мм. Диск закреплен на вертикальном валу, который вращается в подшипниках, установленных в стальных кронштейнах. Маскодержатель расположен ниже верхнего кронштейна, на котором закреплен держатель подложки. Таким образом, при повороте диска каждая маска по очереди совмещается с подложкой, чем обеспечивается последовательное напыление на нее тонкопленочных слоев, имеющих различпьш рисунок.
Поворот испарптеля дает возможность одновременно менять состав напыляемого материала. 273 Маскодержатель может перемещаться в вертикальном направлении и поворачиваться вокруг вертикальной оси с помощью приводного механизма, изображенного на рис. 3-80. Основной частью приводного механизма является винт 1 с четырехзаходиой резьбой. На гайку насажена шестерня й, которая с помощью цепной передачи получает вращение от находящегося снаружи вакуумной камеры маховика. Гайка с шестерней закреплена таким образом, что онп могут только вращаться, но не могут иметь осевого пе- 'В ремсщсния. В противоположность этому вал, иьгсющий в своей нижней части етырехзаходную резьбу, при вращении гайки со звездочкой приобретает пои ступательпое движение вверх или вниз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
